Considere um reator cilíndrico, com 35 cm de raio e 1 m de comprimento, que queima uma mistura de hidrogênio líquido e oxigênio líquido. Sabendo que o produto da reação é
de vapor de água, encontre as taxas de reação do hidrogênio e do oxigênio.
Passo 1
O enunciado descreve um reator cilíndrico de raio
e comprimento
, onde queima-se hidrogênio líquido
e oxigênio líquido
. O produto é vapor de água com fluxo mássico de
. Vamos usar a estequiometria da reação
para relacionar os consumos de
e
ao fluxo de
.
Passo 2
Escrevendo as relações estequiométricas em termos de mol/s, seja
o fluxo molar de vapor de água. Da reação, para cada
mol de
formados consome‐se
mol de
e
mol de
. Logo,
Passo 3
Calculamos
a partir do fluxo mássico
e da massa molar
:
Passo 4
Usando as proporções do passo 2, obtemos os fluxos molares de
e
:
Passo 5
Convertendo para fluxo mássico:
e
.
Passo 6
Se quisermos a taxa volumétrica de reação, calculamos o volume do reator
Então as taxas volumétricas molares são
Resposta
Taxas de consumo (massa/s):
,
.
Taxas volumétricas molares:
,
.